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河南兴迪锻压设备制造有限公司与金属研究合作研发液压成形设备
2018-06-14 14:09
摘要:河南兴迪锻压设备制造有限公司与金属研究所独家合作,成功开发出了基于这个全新原理,可用于生产的冲击液压成形设备,并全程配合开展了针对航空航天典型复杂薄壁零件的工艺模具开发以及验证实验,取得了十分优异的效果。

   河南兴迪锻压设备制造有限公司与金属研究所独家合作,成功开发出了基于这个全新原理,可用于生产的冲击液压成形设备,并全程配合开展了针对航空航天典型复杂薄壁零件的工艺模具开发以及验证实验,取得了十分优异的效果。


 

    央视朝闻天下新闻视频《我国研发新型冲击液压成形技术》

  航空航天装备中,钣金类零件占总零部件数量、制造工作量占全机工作量均在20%以上。针对目前航空领域对钣金零件的轻量化及整体化发展的迫切需求,具有凸台、加强筋和小圆角等小特征结构的铝、镁、钛轻质合金复杂异型薄壁钣金零件的制造已成为推动大型飞机水平提升亟待解决的重要问题。航空用高强铝、镁、钛等轻质合金塑性差,成形过程中容易起皱和开裂。我国一直沿袭前苏联的落锤成形技术,落锤成形需通过模具压制与人工结合,通过锤击、垫橡胶等方式进行多道次压制和人工辅助加工成形,以消除起皱并通过人工手动工序控制材料流动以防止破裂发生,要求操作者具有丰富的加工经验和技术技巧。落锤成形由于是刚性模成形,成形零件会有划痕等缺陷,成品率不高,零件精度及一致性差,材料利用率低,模具寿命较低,劳动条件和安全性差。

  针对上述复杂航空钣金零件制造过程中的问题及我国大飞机行业的发展需求,中科院金属研究所技术团队博士生马彦、徐勇副研究员及张士宏研究员等人与沈飞、成飞和河南兴迪锻压设备制造公司合作,通过将充液拉深成形技术与高速冲击成形技术相结合,提出了一种新型冲击液压成形技术。


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  此次研制开发的新型高能率冲击液压成形设备的主要技术创新点在于:

  (1)基于固-液-力多场耦合模型计算的设备关键参数设计方法:

  由于冲击液压成形过程涉及冲击体、液室、零件三者之间的动态载荷传递和交互作用,因此需要建立固-液-力多场的耦合模型,从而实现针对关键工艺参数如速度和能量的精确预测;

  (2)采用高压能量组合装置和新型驱动结构实现高速高能量冲击源的输出及精确控制:

  零件能否发生塑性变形并最终贴模,关键取决于冲击体的最大瞬时速度和能量,通过设备的全新设计可保证最大输出速度不低于50m/s,能量大于90kJ;并且设备采用精密检测和控制元件,从而实现在高速动态过程中对于速度、能量、压力的实时采集和精确调控。

  (a)冲击液压成形物理模拟实验装置

  (b)冲击液压成形设备原理图

  (3)冲击体加速过程的动态减阻技术:

  通过冲击行程下腔无油压的设计实现液压减阻;通过高速油缸无密封圈的设计实现摩擦减阻:通过驱动杆下方油腔设置排气孔和大直径充液阀实现实时气流减阻。上述三种新型结构设计保证冲击体加速过程所受阻力最小,从而实现冲击体最大的速度输出。


  高能率冲击液压成形工艺过程的演示视频